Graban por primera vez el sonido de las plantas y esto mejoraría la producción de alimentos

Las plantas estresadas muestran fenotipos alterados, incluidos cambios de color, olor y forma. Se sabe por estudios anteriores que los vegetales se comunican entre sí, pero los científicos israelíes ahora afirmaron que han descubierto que diferentes especies “hablan” y comunican distintas sensaciones o situaciones, según un nuevo estudio que acaba de publicarse en la revista científica Cell.

Hasta ahora, se conocía cómo las plantas se comunican de diversas formas cuando están estresadas, marchitándose o cambiando el color de las hojas, y que también hacen más amargo su sabor para disuadir a los herbívoros o emiten olores para decirles a otros miembros de la familia que están siendo atacados. Un nuevo estudio mostró que las plantas pueden responder al sonido, por ejemplo, aumentando la concentración de azúcar en su néctar para atraer a los polinizadores que están haciendo un alboroto cerca. Pero según investigadores de la Universidad de Tel Aviv a cargo de la investigación, es la primera vez que los sonidos de plantas en el aire se registran a distancia y se clasifican.

Bajo este nuevo descubrimiento, las plantas “hablan” en clics, que suenan un poco como el estallido de pochoclo. Los sonidos se emiten a un volumen similar al del habla humana, pero a altas frecuencias, más allá del rango auditivo de las personas. La profesora Lilach Hadany, especialista de la Facultad de Ciencias Vegetales y Seguridad Alimentaria de la universidad, quien codirigió el estudio, afirmó: “Resolvimos una controversia científica muy antigua. Probamos que las plantas emiten sonidos. Nuestros hallazgos sugieren que el mundo que nos rodea está lleno de ruidos de plantas que contienen información, por ejemplo, sobre escasez de agua o lesiones. Suponemos que en la naturaleza, los sonidos emitidos por las plantas son detectados por criaturas cercanas, como murciélagos, roedores, varios insectos y posiblemente también otras plantas que pueden escuchar las altas frecuencias y obtener información relevante. Creemos que los humanos también pueden utilizar esta información, con las herramientas adecuadas, como sensores que les dicen a los productores cuándo las plantas necesitan riego. Aparentemente, un idílico campo de flores puede ser un lugar bastante ruidoso. Es solo que no podemos escuchar los sonidos”.

El equipo de investigación registró sonidos ultrasónicos emitidos por plantas de tomate y tabaco que habían sido privadas de agua, sufrieron un corte en el tallo o se quedaron solas. Los sonidos ultrasónicos tienen una frecuencia de 20 a 150 kHz, que está por encima del límite del oído humano. La idea de realizar pruebas en estas frecuencias surgió de una colaboración entre Hadany, que proviene de ciencias evolutivas, y el otro codirector de la investigación, Yossi Yovel, director de la Escuela de Neurociencia y miembro de la facultad de la Escuela de Zoología y el Museo Steinhardt de Historia Natural, quien ha estado grabando los sonidos de los murciélagos, que también operan dentro de este rango de frecuencia.

Las plantas fueron registradas tanto dentro de una cámara acústica silenciosa como en un invernadero ruidoso. También se monitorearon sus cambios fisiológicos. Se entrenaron modelos de aprendizaje automático para hacer coincidir los sonidos con diferentes especies de plantas y las distintas tensiones a las que estaban sujetas. “Nuestras grabaciones indicaron que las especies de nuestro experimento emitían sonidos a frecuencias de 40 a 80 kilohercios”, explicó Hadany. “Las plantas sin estrés emitieron menos de un sonido por hora, en promedio, mientras que las estresadas, tanto deshidratadas como lesionadas, emitieron docenas de sonidos en el mismo tiempo”, aseguró.

Las plantas de tomate, por ejemplo, hacían muy poco ruido cuando se regaban, pero en los siguientes cuatro o cinco días, la cantidad de sonidos aumentó y luego disminuyó a medida que las plantas se secaban. También se realizaron grabaciones de sonidos provenientes de plantas de tomate con el virus del mosaico del tabaco. Para probar aún más sus hallazgos, el equipo llevó a cabo una pequeña encuesta de especies de plantas adicionales, grabando con éxito sonidos de trigo, maíz, uvas Cabernet Sauvignon, cactus acerico y henbit, esta última una planta anual de la familia de la menta. “Por lo tanto, esperamos que muchas plantas emitan sonidos, pero aún no se ha investigado la diversidad de características de ellos”, dijo Hadany.

Los investigadores teorizan que los sonidos podrían estar relacionados, al menos en parte, con la cavitación (formación y explosión repentina de burbujas de vapor) en el tallo. Cuando una planta está bajo estrés, se pueden formar, expandir y colapsar burbujas de aire en el xilema, el complejo de diminutos conductos que transportan agua y materiales solubles desde las raíces hasta el tallo y las hojas. Las vibraciones, a diferencia de los sonidos, causadas por este fenómeno, han sido registradas por sensores en el pasado.

Los especialistas concluyeron que los hallazgos podrían tener potencial para la agricultura de precisión, por ejemplo, para monitorear el agua y las enfermedades, particularmente porque el cambio climático causa más sequías, lo que amenaza los ecosistemas y la seguridad alimentaria. También ofrecen la tentadora posibilidad de que otros organismos puedan escuchar y reaccionar a los sonidos.

“Las emisiones de plantas que informamos, en el rango ultrasónico de 20 a 100 kHz, podrían ser detectadas desde una distancia de tres a cinco metros por muchos mamíferos e insectos, dada su sensibilidad auditiva, por ejemplo, ratones. y polillas”, afirmó Hadany. Los especialista han demostrado que los sonidos de las plantas se pueden clasificar de manera efectiva mediante algoritmos de aprendizaje automático. “Por lo tanto, es posible que otros organismos pueden haber evolucionado para clasificar estos sonidos también y responder a ellos. Estos hallazgos pueden alterar la forma en que pensamos sobre el reino vegetal, que hasta ahora se ha considerado casi silencioso”, concluyó Hadany.

La especialista y Yovel trabajaron con los estudiantes de investigación Itzhak Khait y Ohad Lewin-Epstein, en colaboración con investigadores de la Escuela de Ciencias Matemáticas Raymond y Beverly Sackler, el Instituto de Investigación de Cultivos de Cereales y la Escuela de Neurociencia Sagol, todos en la Universidad de Tel Aviv.